新发现！探索附近29颗行星，科学家发现2颗可能存在科技的星球

最近，科学家对太阳系附近29颗潜在宜居行星做了系统推算，推算其可能存在高级文明的概率。

相关研究于26年9月22日发表在《国际天体生物学杂志》。

对于寻找外星生命，我们一直默认：行星越古老，生命演化的时间就越长，就越可能出现复杂生命甚至智慧文明。

而这项发表在《国际天体生物学杂志》的研究却认为：生命演化的关键，可能不是时间有多长，而是整个生物圈的总产能。

研究团队提出了一个猜想：对碳基生命来说，光合作用积攒的碳总量，与生物演化的丰富程度大致呈线性关系，碳积攒的越多，说明生命世代更替越频繁，基因突变和自然选择的样本量就越大，物种分化的速度也就越快，但注意这并不代表更高级，只代表物种多样性和演化节点的推进，就像同一款游戏，玩得久、刷的怪多，解锁的内容就多，但不代表游戏水平更高。

这个猜想的依据来自地球生态规律：从赤道到两极，物种越多的地方，植物生长越旺盛；越冷越干的地方，生命就越少、演化也越慢。

全球生物的分布，本质上就是跟着植物生长的节奏走的，研究团队就是把这个地球上的生态规律，推广到了所有可能存在生命的岩质行星上。

他们先给地球做了一张演化节点对照表。

地球到目前为止，累计通过光合作用积攒了约9.4×10²⁵克碳。

其中前30亿年，地球上只有微生物，积攒碳效率很低，30亿年才攒了2.4×10²⁵克碳，这刚好对应多细胞生命出现的这个节点。

直到约5亿年前维管植物出现，植物有了专门的根茎叶输送水分养分，积碳效率大幅提升，只用5亿年就新增了7×10²⁵克碳，这期间有了复杂海洋生物、陆地森林、恐龙，最后出现了人类。

所以有了这张地球的参照表，就可以给其他宜居行星进行演化推算。

研究团队挑选了太阳系附近29颗公认的潜在宜居岩质行星，其中绝大多数是围绕银河系最常见的红矮星运转。

这里不少行星都比地球古老，比如大家熟悉的TRAPPIST-1e，约有76亿年历史，比地球早形成30亿年，按照传统想法，若上面存在生命的话，他们说不定已经领先我们几十亿年了。

但依照这次碳产量的假设计算：在接近地球大气成分的温和场景下，假设生命能利用400–1100纳米的光（包含地球上无氧微生物的近红外光合能力），TRAPPIST-1e每年积攒的碳仅为地球的21%。

按照它76亿年的年龄估算，累计碳量还没达到地球30亿年前的多细胞生物门槛，大概率还停留在微生物阶段。

但为什么比地球早30亿年，推算出的演化进度还落后？

答案是因为它积攒碳的效率实在太低。

首先，宿主红矮星的总辐射强度只有太阳的65%；其次，这颗行星很大概率已经被潮汐锁定，也就是一面永远对着恒星，一面永远背着恒星，所以它能持续进行光合作用的只有半个球面。

更关键的是，红矮星的辐射以近红外为主，地球常见的产氧光合作用只能有效利用可见光，对近红外利用效率很低，哪怕存在能利用近红外的无氧光合生物，效率也远低于可见光下的产氧光合。

所以在这么多不利的条件下，哪怕它比地球早了30多亿年，但总产能的积累是远远不如地球的。

把这个算法套到29颗宜居行星上，结果大同小异：大部分都比地球老，但大部分都还只有微生物的水平。

真正积累能超过地球当前水平的，只有两颗：K2-3d和GJ 1061c。

其中K2-3d的累计碳量约为地球的1.74倍，是所有行星里最高的。

这两颗行星的共同点是：个头比地球大、表面温度更高、接收到的恒星辐射更强，再加上年龄也较长，产能效率足够高，哪怕形成时间没早太多，总量也实现了反超。

整体算下来，温和场景下共有7颗行星跨过了多细胞生命的门槛，其中2颗达到了地球当前的累计产能水平。

此次研究还得出了一个反常识的推论：这些产能越高、越可能有复杂生命的行星，它们的生态系统反而越可能类似地球的沙漠或者温带草原，而不是大家想象的热带雨林。

原因很简单：对这些高产行星来说，光照和温度都完全够用，唯独降水不足，而缺水是限制光合作用的最大瓶颈，就像地球上的沙漠，阳光充足、温度也够，但没水，植物就是长不起来，反而地球的热带雨林常年多云和雨，光照不够才是限制。

研究团队还推测，如果这些星球上真的演化出了复杂智慧生命，它们大概率起源于类似稀树草原的环境，这一点，倒是和人类在非洲稀树草原诞生的路径不谋而合。

当然，这套推算有几个重要的前提和不确定性。

第一，假设生命在行星形成后不久就起源，与地球的时间线类似，如果生命起源更晚，演化进度会更落后。

第二，最大的不确定性来自大气，如果行星没有大气，或者大气成分和地球差异极大，气候和光合效率都会天差地别。

这项研究最有意思的地方，是给寻找外星生命提供了一个新思路。

过去我们总觉得，寻找复杂生命，就去最古老的行星上寻找。

但现在看来，时间长短可能不是核心，碳总产能积累才是关键。